直读光谱仪测量钢中铬含量的不确定度评定

余 雷， 王 震， 黄 波， 郭 婷， 彭 娟， 丘先堂

（宝钢特钢韶关有限公司， 广东 韶关 512123）

试（实）验研究

直读光谱仪测量钢中铬含量的不确定度评定

余 雷， 王 震， 黄 波， 郭 婷， 彭 娟， 丘先堂

（宝钢特钢韶关有限公司， 广东 韶关 512123）

通过建立数学模型，找出不确定度因子，对直读光谱仪测量钢中铬含量的不确定度进行评定，从而可以更好地了解测量数据的准确性。

测量不确定度 直读光谱仪 铬含量

1 分析方法及过程简述

采用德国OBLF750-Ⅱ型直读光谱就钢中铬含量加以检测，以 GBW01395、GBW01398、GBW01399、GBW 01400、GBWE010238等5种标样制作曲线，每种标样分析4次，拟合成工作曲线。待测样品重复测量7次，每次3平行，测量结果分别为0.214%、0.214%、0.214%、0.215%、0.215%、0.215%、0.217%。以下为铬含量测定结果的不确定度。

2 数学模型的建立

测量各标准物质铬含量的光谱强度Ii，Ii与相应的铬含量ci由最小二乘法回归得线性函数：I=a+bc。待测样品的铬含量通过校准曲线由计算机读出，ωM=c。式中ωM为元素的质量分数，c为从工作曲线上计算得的样品中该元素的含量。

3 不确定度来源

火花放电直读光谱法测定铬量不确定度来源于以下分量：

检测重复性；标准样品的不确定度；校准曲线的漂移；高低内控校正带来的变动；内标元素浓度不一致引起的不确定度；人员的测量变动性。

4 不确定度分量评定

4.1 检测重复性分量

7次结果平均值0.2149%，标准差s=0.000516%，标准不确定度u（s）=0.000516%/=0.000195%，urel（s）=0.000195/0.214 7=0.000 9。

4.2 标准样品的不确定度分量

表1的5种标准物质由多家（不少于8家）实验室独立测试，并统计标准不确定度=

表1 标准样品定值参数

标准不确定度（和相对不确定度）对被测量的影响由平方根来表示：

4.3 校准曲线的漂移

校准曲线的测量参数列于表2。

表2 校准曲线测量参数

根据测量数据，回归方程式为I=102+40 700c，a=102，b=40 700，曲线的相关系数 r=0.996 4。

式中：

4.4 高低内控校正带来的变动

直读光谱在测量样品前以高低标内控标样校准曲线的漂移。本方法采用高标（GBW01395）和低标（GBW01399）进行标准化。它们校正时产生的变动性可引用绘制校准曲线时该两点的测量数据相对标准不确定度的平方根表示。按表2，高标和低标强度比的标准偏差分别为38.6和11.5，标准不确定度为22.1和6.7，相对标准不确定度为0.000 4和0.001 0。

4.5 内标元素浓度不一致引起的不确定度

本厂所使用的OBLF750-Ⅱ型直读光谱基体铁作为内标。设样品和标准物质间的铁量相差为1%，按均匀分布，铁量差异的标准不确定度铁的平均浓度为95%，urel（w（Fe））=0.58/95=0.006 1。

4.6 人员的测量变动性

本厂化验员均受过严格考评，持证上岗。且有定期的技能评价与技能提升计划，作业流程完全根据作业规程标准执行，因此人员的测量变异微乎其微，可忽略不计。

5 合成标准不确定度评定

6 不确定度扩展

取95%置信水平，包含因子k=2，U=0.002 1%×2=0.005%。

7 测量结果输出

直读光谱测量中低合金钢中铬分析结果为ωM=0.215%，U=0.005%，k=2。

Evaluation of Uncertainty in M easuring Chrom ium Content in Steel by Direct-reading Spectrometer

Yu Lei,W ang Zhen,Huang Bo,Guo Ting,Peng Juan,Qiu Xiantang
（Baosteel Special Steel Shaoguan Co.,Ltd.,Shaoguan Guangdong 512123）

A mathematical model was established to find out the uncertainty factors,and the uncertainty of the chromium content in the steelmeasured by direct-reading spectrometer was evaluated so that the accuracy of the measured data could be better understood.

measurementuncertainty;direct-reading spectrometer;chromium content

O433.5+9

A

1672-1152（2017）05-0034-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.13

2017-09-15

余雷（1986—）男，本科，毕业于西安建筑科技大学，应用化学助理工程师，从事钢铁成分分析工作。

（编辑：王瑾）